TFT Backlight

Meid schrieb:

> Lieber einen Stepup-Regler an 2.8V
> oder einen Stepdown-Regler an 5V oder fröhlich den Konstantstrom
> ignoriert und einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an
> 3.3V?

Nix von allem, bzw. einen Sonderfall des Stepup-Reglers.

Nämlich in Form des ohnehin vorhandenen Controllers, der ja sowieso PWM 
über einen Transistor machen soll. Das ergänzt man noch um eine Spule 
mit "Luftspalt" und eine Schottky-Diode und fertig ist der 
Stepup-Wandler.

> Es geht nicht darum das Display mal schnell zum Leuchten zu bringen,
> sondern um eine zuverlässige Lösung.

Das ist zuverlässig, weil man die Energie, die durch den Wandler geht, 
in konstanten, genau berechenbaren Häppchen liefert. Und die LEDs können 
unter absolut keinen Umständen mehr Energie entnehmen als in den Wandler 
hineingepumpt wird.

Lothar Miller schrieb:
> Meid schrieb:
>> und einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an 3.3V?
> Das ist die ungeeigneste (wollte gerade schreiben "doofste") Methode.

Lothar, das hätte ich zunächst auch gesagt, die Frage, die ich mir 
stelle ist jedoch: ist das wirklich so schlimm? Also mal angenommen ich 
spare mir die ganze Konstantstromquelle, gehe von 0,1V Spannungsabfall 
irgendwo aus und spare mir auch den Vorwiderstand. Dann wird das Display 
halt mal etwas heller und mal etwas dunkler sein.
Von wie viel heller und dunkler reden wir denn hier? Diese Schwankungen 
dürften ja auch nur sehr langsam auftreten und sich nicht als Flackern 
oder so bemerkbar machen.

Was ich jetzt noch gefunden habe ist der Begriff Thermal-Run.
Da ich ja tatsächlich 8 LEDs parallel habe, leuchtet mir das schon ein, 
dass die sich mit einem gemeinsamen Vorwiderstand (ob gebaut oder 
irgendwo vorhanden) gegenseitig zerstören können.
ABER, es ist ja völlig egal ob da nun ein Widerstand oder eine KSQ für 
irgendeinen Gesamtstrom von idealerweise 120mA sorgt. Ich kann ja in 
beiden Fällen davon ausgehen, dass sich der Strom unterschiedlich auf 
die LEDs verteilt.

c-hater schrieb:
> Nix von allem, bzw. einen Sonderfall des Stepup-Reglers.
>
> Nämlich in Form des ohnehin vorhandenen Controllers, der ja sowieso PWM
> über einen Transistor machen soll. Das ergänzt man noch um eine Spule
> mit "Luftspalt" und eine Schottky-Diode und fertig ist der
> Stepup-Wandler.

c-hater, ich glaube ich kann mir halbwegs vorstellen, was du meinst, 
aber bevor ich es ganz zu verstehen versuche: ich gehe davon aus, dass 
bei deiner Lösung tatsächlich ein Stepup-Wandler entsteht und der spuckt 
hinten eine Spannung aus, die zum PWM-Tastverhältnis proportional ist. 
Damit ließen sich die LEDs wohl auch dimmen, jedoch ändert sich damit 1. 
die Farbtemperatur, 2. muss ich ja immer über der Durchbruchspannung 
bleiben und 3. wäre dann die Regelung nicht mehr ansatzweise linear oder 
logarithmisch, das PWM-Signal kommt aber aus dem Diplay-Controller und 
geht von einem linearen Schaltverhalten aus.

OK, das führt mich zum nächsten Problem. Es gibt nur relativ wenige 
Backlight-Driver, die mit nur 5V Eingangsspannung funktionieren und noch 
120mA liefern können. Von Linear habe ich den relativ schönen 
Buck/Boost/Sepic LT3517 gefunden. Der kostet aber ca. 5€ und braucht 
auch allerlei Zusatzbeschaltung.
Mein aktueller Favorit ist der LM3407 von TI: 
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3407.pdf
Der kostet nur 1,50€ und kommt auch mit weniger externen Bauteilen aus 
(regelt ja auch nur runter).

Kennt jemand noch eine Alternative, die er mir hier empfehlen kann?

Lothar Miller schrieb:

> Gibts das auch in Grafik oder meinst du einen Sperrwandler?

Genau das.

> Und wie
> sollte dessen Topologie aussehen, wenn Kostantstrom für die LEDs ideal
> wäre?

Ganz trivial, genau wie im Lehrbuch.

>> Und die LEDs können unter absolut keinen Umständen mehr Energie
>> entnehmen
> Die Helligkeit von LEDs hängt nicht von der eingetragenen Energie ab,
> sondern vom Strom...

Ach?!

Und wo deiner Meinung nach könnte denn der Strom herkommen, außer von 
der eingetragenen Energie?

Natürlich wird der Strom nicht konstant sein, wenn man zu genau mißt. 
Wenn man aber über die PWM-Periode mittelt, wird es passen. Und wenn man 
dann noch die Spule passend zu PWM-Frequenz wählt, wird es auch in den 
Spitzen passen. Und falls nicht: ein kleiner Kondensator erledigt den 
Rest. Auch ziemlich leicht zu berechnen. Aber für normale LEDs 
eigentlich nie nötig.

c-hater, darf ich mal nachfragen auf welche PWM-Frequenz du dich 
beziehst?
Sofern ich es richtig verstanden habe regelt der Sperrwandler die 
Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung herab, bei der sich der 
gewünschte Strom im Mittel einstellt.
Dies geschieht durch getaktetes laden/entladen einer Spule. Da haben wir 
also die Frequenz des Wandlers selbst.
Da ich ja zu allem Überfluss auch noch die Helligkeit der LEDs regeln 
möchte, müsste ich den kompletten Wandler mit dem PWM-Signal vom Display 
Controller an und aus schalten. Da hätten wir die andere PWM Frequenz.
Mir fällt gerade auf, dass ich noch nicht erwähnt habe, dass die 
langsamste PWM-Frequenz, die ich aus dem Controller heraus bekommen kann 
immerhin 117kHz sind.

>Was empfehlen mir den die Experten? Lieber einen Stepup-Regler an 2.8V
>oder einen Stepdown-Regler an 5V oder fröhlich den Konstantstrom
>ignoriert und einfach über Vorwiderstand und Transistor oder MOSFET an
>3.3V?

Widerstand an 5V und Mosfet. Auf die 200mW wirds ja wohl
nicht mehr ankommen.

Meid schrieb:

> c-hater, darf ich mal nachfragen auf welche PWM-Frequenz du dich
> beziehst?
> Sofern ich es richtig verstanden habe regelt der Sperrwandler die
> Eingangsspannung auf eine Ausgangsspannung herab, bei der sich der
> gewünschte Strom im Mittel einstellt.
> Dies geschieht durch getaktetes laden/entladen einer Spule. Da haben wir
> also die Frequenz des Wandlers selbst.
> Da ich ja zu allem Überfluss auch noch die Helligkeit der LEDs regeln
> möchte

Du hast offensichtlich den Trick nicht begriffen.

Der besteht genau darin, beides in einem Aufwasch zu erledigen. D.h.: 
die Helligkeitssteuerung ist gleichzeitig auch der StepUp-Wandler.

Ausserdem MUSS man da ja keine 120mA durchjagen.
Das ist keine Pflicht. Vermutlicht reicht auch weniger.

Meid schrieb:

> c-hater, ich glaube ich kann mir halbwegs vorstellen, was du meinst,
> aber bevor ich es ganz zu verstehen versuche: ich gehe davon aus, dass
> bei deiner Lösung tatsächlich ein Stepup-Wandler entsteht und der spuckt
> hinten eine Spannung aus, die zum PWM-Tastverhältnis proportional ist.

Nein, das tut er gerade nicht. Er spuckt einen mittleren Strom aus, 
der in einer monotonen Abhängigkeit zum PWM-Tastverhältnis (jedenfalls 
im benutzbaren Bereich der PWM) ist.

> Damit ließen sich die LEDs wohl auch dimmen, jedoch ändert sich damit 1.
> die Farbtemperatur

Eher nicht, nein. Um die Farbtemperatur zu ändern, muß man sich 
gefährlich den Grenzwerten der LED nähern. Das vermeidet man natürlich, 
wann immer möglich.

> 2. muss ich ja immer über der Durchbruchspannung
> bleiben

Das bleibst du immer, da kannst du mir völlig vertrauen. ;o)

> 3. wäre dann die Regelung nicht mehr ansatzweise linear oder
> logarithmisch

Welche Regelung? Es handelt sich um eine simple Steuerung. Und ja, die 
Abhängigkeit ist weder logarithmisch noch linear.

Ich überlasse es dir, herauszufinden, wie genau sie aussieht. Man kann 
das natürlich auch tatsächlich selbst ausrechnen. Es ist aber viel 
einfacher, es z.B. mit LTSpice zu simulieren und somit den Computer die 
öde Arbeit erledigen zu lassen. Da lernt man dann auch gleich noch auf 
einfache "anfühlsame" Weise ein paar andere nicht ganz unwichtige 
Sachen, nämlich:

-nach welchen Kriterien wähle ich die richtige Induktivität in
 Abhängigkeit von der PWM-Frequenz?
-Welches ist der benutzbare Bereich für das PWM-Duty. Was haben die
 parasitären Eigenschaften der Spule damit zu schaffen und die
 Eigenschaften das Schaltelements und der Diode?

> das PWM-Signal kommt aber aus dem Diplay-Controller und
> geht von einem linearen Schaltverhalten aus.

Das ist doch nur ein Frage der Werte, die man reinschreibt. Bevor man 
sie reinschreibt, einfach auf den korrekten Bereich mit dem korrekten 
Zusammenhang mappen. Das ist doch trivial. Wenn man beides kennt. 
Weswegen ich es dir selber überlasse, es herauszufinden. Nur selbst 
erworbenes Wissen ist wirkliches Wissen.

Lothar Miller schrieb:
> c-hater schrieb:
>> Du hast offensichtlich den Trick nicht begriffen.
> Mal angenommen, das wäre so: kannst du mal "deine" Schaltung halbwegs
> dimensioniert und funktionsfähig aufzeichnen?

Das würde mich auch interessieren. Nicht aus Faulheit, ich habe mich 
heute ein wenig mit den Flyback oder Sperrreglern beschäftigt, aber das 
mit der Strombegrenzung leuchtet mir da noch nicht ein.
Außerdem habe ich so gut wie keinen Einfluss auf das PWM-Signal.

Lothar Miller schrieb:
> Der Vorschlag mit den 5V und dem Vorwiderstand scheint mir
> zwischenzeitlich auch sehr geeignet...

Genau die Frage habe ich mir nämlich auch gestellt. Lohnt sich der 
Aufwand mit einem Regler überhaupt. Lothar, was hat dich dazu bewogen 
das mittlerweile nicht mehr als "Murks" zu betrachten, oder bezog sich 
das nur auf die von 3.3V runtergeteilten 3.2V? Bei 5V Ausgangsspannung 
ist ja der Einfluss der Temperaturschwankung geringer, aber leider habe 
ich keine Kennlinien zu den im Backlight verbauten LEDs und kann das 
somit nicht quantifizieren.

Falls noch jemanden interessiert, was daraus geworden ist...
Ich habe mich für einen Buck-Regler entschieden. Der SC4541 von Semtech 
ist für 0,63€ zu haben und hat bereits eine Schottky-Diode integriert.
Damit erschlage ich zum einen die Geschichte mit dem Konstantstrom und 
zweitens ist die Gesamtlösung auch noch günstiger. Da der mit 2MHz 
schaltet komme ich mit einer deutlich kleineren Induktivität aus und hab 
auch weniger Ripple.

Danke an alle Ideengeber.

Lothar Miller schrieb:
> Meid schrieb:
>> Falls noch jemanden interessiert, was daraus geworden ist...
> Schön, dass du das auch noch berichtest.
>
>> Ich habe mich für einen Buck-Regler entschieden. Der SC4541 von Semtech
>> ist für 0,63€ zu haben und hat bereits eine Schottky-Diode integriert.
> Dieser LED-Treiber hat gegenüber "üblichen" Buck-Reglern den Vorteil,
> dass er nur 200mV über dem Strommesswiderstand braucht. Man kann
> prinzipiell jeden Buck-Regler mit freiem Feedback-Eingang zur
> Konstantstromquelle für LEDs umbauen, allerdings braucht man dann meist
> 1,2V über dem Shunt...

guten Morgen.

wenn ich mich mal einklinken darf hier - danke.
Also ich meine, du kannst doch versuchen, um es leichter zu haben in der 
Schaltung, die LEDs mit nem Transistor zu treiben. Der Vorwiderstand 
errechnet sich doch ziemlich leicht und regelt Dir so auch den 
Konstantstrom.

Bei 3,3 V Versorgung - sofern du genug "Reserve" in der Hauptschaltung 
hast - , nutze 27 Ohm in Emitterschaltung, und an der Basis eines 
Transistors legst du 2 x Dioden 1 N 5407 o.ä. in Reihe Richtung 
Masseverbindung- So haben die LEDs dann etwa 2,2 Volt bei 23 mA Last am 
Emitterwiderstand.
 Das ist akzeptabel und Du verlierst nicht soviel "Leistung", als dass 
Du es mit ner PWM versuchst, denn die muss sich auch selbst "versorgen".

Nun, das ist nur ein Vorschlag, wenn auch vermutklich unbrauchbar, wie 
ich das schon erahne. Aber dann hab ich eben keine Ahnung, auch gut.

Danke fürs Einklinken, ich klick schon "out". kicher

Georg W. Fuhlsbüttel